基于DDoS攻击数据包标记技术的研究

论文摘要

防御分布式拒绝服务(DDoS)攻击是当今网络安全领域最难解决的问题之一,研究DDoS攻击及其对策是非常重要的。许多研究人员对拒绝服务攻击和分布式拒绝服务攻击作了深入的研究,并提出了一些具有实际意义的对策。IP追踪是应对拒绝服务攻击和分布式拒绝服务攻击的重要手段之一。本文重点研究了IP追踪中包标记算法。本文分析了DDoS攻击的攻击原理,攻击机制和攻击方法,并对以追踪DDoS攻击来源的数据包标记方法进行了研究,分析了它们各自的优缺点。对自适应概率包标记方案作了改进,提出了自治系统中包标记方案,使得其攻击路径重构时的运算量,所需的数据包数量和误报率在原有基础上大为降低。针对现有的数据包标记方案中里都设置了一个distance域,用来记录数据包经过的路由器数目,由于IP包头中TTL域也可以用来实现该功能,因此可以利用TTL域来代替distance域,减少数据包分片,从而进一步减少路由器开销。并针对攻击者实行TTL欺骗提出了一个方案,可以有效的阻止攻击者伪造TTL值。针对自治系统的特点,在高级包标记方案基础上我们提出了一种节点包标记方法,可以准确快速定位到攻击者。经理论分析能降低误率,经实验证明,受害者只需很少的数据包就能定位到攻击者,为受害端及早地响应攻击争取了时间。最后,对本文的工作进行了总结,并指出了以后的研究方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 1.4 论文的组织机构
• 第二章 分布式拒绝服务攻击原理及对策
• 2.1 DDoS 攻击原理
• 2.1.1 DDoS 攻击产生根源
• 2.1.2 DDoS 攻击一般过程
• 2.2 DDoS 攻击分类
• 2.2.1 剧毒包攻击
• 2.2.2 风暴型攻击
• 2.2.3 常见DDoS 攻击工具
• 2.3 DDoS 攻击的特点和发展趋势
• 2.3.1 DDoS 攻击的特点
• 2.3.2 DDoS 攻击的发展趋势
• 2.4 DDoS 攻击的防御措施
• 2.4.1 按防御阶段分类
• 2.4.2 按防御位置分
• 2.5 本章小结
• 第三章 包标记方法的研究
• 3.1 基本包标记法
• 3.1.1 基本包标记
• 3.2 高级包标记法和带认证包标记法
• 3.2.1 高级包标记法Ⅰ
• 3.2.2 高级包标记法Ⅱ
• 3.2.3 带认证的包标记法
• 3.3 自适应概率包标记算法
• 3.4 利用TTL 值对基本包标记方法的改进
• 3.4.1 TTL 的介绍
• 3.4.2 防TTL 值伪造的包标记方法
• 3.4.3 模拟实验结果和性能分析
• 3.4.4 用TTL 值改进自适应包标记方法
• 3.4.5 模拟实验结果和分析
• 3.5 本章小节
• 第四章 自治系统中准确快速定位包标记方法
• 4.1 自治系统的介绍
• 4.1.1 互联网路由架构
• 4.1.2 互联网提供商
• 4.1.3 自治系统
• 4.1.4 自治系统间路由协议
• 4.2 快速准确定位包标记方法
• 4.2.1 高级包标记局限性
• 4.2.2 新的包标记方案
• 4.2.3 模拟实验和性能分析
• 4.3 本章小节
• 第五章 几种包标记方法比较
• 5.1 路径重构所需的数据包数
• 5.2 误报数
• 5.3 重构路径时的工作量
• 5.4 路由器标记数据包时的工作量
• 5.5 可移植性
• 5.6 本章小节
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 下一步工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文